JPS63133421A - 消弧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、回路しゃ断器や電磁接触器等に適用される
消弧装置に関するものである。

〔背景技術〕

回路しゃ断器等の接点部の開閉動作にともなって接点部
に発生するアークを消弧室に導くため、通常、接点部の
接点および接触子で構成されるＵ字形態により自己誘導
磁場を形成したり、積極的にブローアウトコイル等を接
点部に設けてアークを接点から離れる方向に磁気駆動す
るようにしている。このように駆動されたアークの消弧
は従来、第４図ないし第８図のような手段により行われ
ていた。

すなわち、第４図は絶縁材料による冷却消弧方式であり
、接点部５０に隣接する消弧室５１を絶縁材料で構成し
たものである。接点部５ｏは自己誘導磁場を形成するＵ
字形態に構成している。５２はアークである。このもの
は、消弧室５１を回路しゃ断器等のケースで構成するこ
とができ、構成がきわめて簡単でコストが安いという利
点がある。

しかし、磁気駆動されたアーク５２は消弧室５１で単に
冷却されるだｉすのため、アーク電圧が低くしゃ断能力
は低いという欠点がある。

第５図および第６図は磁性体による冷却方式であり、消
弧室５１内にＵ字形をなす磁性体く通常は鉄板）５３を
配置し、その開口側が接点部５゜に対向するようにして
いる。このものは、磁性体５３にアーク５２による磁束
が通り、この磁束によりアーク５２を強力に吸引し、磁
性体５３によりアーク５２を急速に冷却することができ
る。しかも、構造が比較的筒車である。しかし、アーク
５２を磁性体５３により短絡するため、アーク５２の伸
長効果（陽光柱電圧の上昇）は得られず、高いアーク電
圧を得ることができないという欠点がある。

第７図および第８図は消弧グリッド５６による分割方式
であり、アーク５２を吸引する切欠５４を形成した複数
のグリッド板５５を連結板５７により間隔をおいて積層
して消弧グリッド５６を形成し、この消弧グリッド５６
を消弧室５１内に配置している。このものは、アーク５
２を磁気効果により吸引するとともに、図のようにグリ
ッド板５５によりアーク５２を分割するため、分割によ
る陰極降下電圧の上昇により高いアーク電圧を発生する
。しかし、第５図および第６図と比べて磁気吸引力が小
さく、しかも構造が複雑で大型化しコスト高になるとい
う欠点がある。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、構造が簡単でしかも高いアーク電圧
が得られる消弧装置を提供することである。

〔発明の開示〕

この発明の消弧装置は、背板と一対の側板とでＵ字形に
形成されて前記背板側の一対の開口の一方をアーク進入
用開口部とし他方を排気用開口部とした磁性体と、この
磁性体の内側を被覆するとともに前記アーク進入用開口
部の背板側に前記アーク進入用開口部の一部を閉じるよ
うに形成された仕切り板を有してアーク熱により熱分解
ガスを発生する絶縁体とを備えたものである。

この発明の構成によれば、磁性体によるアークの吸引に
よりアークを伸長することができ、また絶縁体からの熱
分解ガスによりアークを冷却することができ、しかもア
ーク進入用開口部の一部を閉じる仕切り板を形成したた
めアーク熱により絶縁体から発生した熱分解ガスやアー
クガスがアーク進入用開口部側に逆流するのを防止して
排気用開口部側への流れを増大することによりアークの
伸長および冷却を促進することができる。このため、構
造が簡単でしかも高いアーク電圧が得られる。

実施例 この発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づいて説
明する。すなわち、この消弧装置は、背板１と一対の側
板２．３とでＵ字形に形成されて背板１側の一対の開口
の一方をアーク進入用開口部４とし他方を排気用開口部
５とした磁性体６と、この磁性体６の内側を被覆すると
ともにアーク進入用開口部４の背板ｌ側にアーク進入用
開口部４の一部を閉じるように形成された仕切り板７を
有してアーク熱により熱分解ガスを発生する絶縁体８と
を備えている。

前記アーク進入用開口部４には接点部９が配置され、接
点部９は固定接点１０を有する固定接触子１１と、固定
接点１０に接離する可動接点１２を有する可動接触子１
３からなっている。

前記磁性体６は鉄等の金属を実施例としている。

前記絶縁体８は電気的絶縁性を有するとともに加熱によ
り熱分解ガスを発生する絶縁材料とくに高分子材料であ
るが、好ましい実施例を下表に示す。

（以下余白） この表中、ポリメチルペンテン樹脂、ポリブチレン樹脂
およびポリメチルメタクリレート樹脂が本発明に通用さ
れるものであり、ポリブチレンテレフタレート樹脂およ
びポリカーボネート樹脂は従来消弧室材料として用いら
れているもので比較の意味で示したものである。

この表において、ポリメチルペンテン樹脂は、で特徴づ
けられる構造式（Ｒはアルキル基でＣｌ１Ｈｚ−＋、ｎ
−１．２．Ｌ・・）中のｎ−ｍ３の樹脂を指し、ポリブ
チレン樹脂は前記構造式のｎ　−１すなわち で特徴づけられる構造式の樹脂を１旨し、ポリメチルメ
タクリレート樹脂は、 で特徴づけられる構造式の樹脂を指し、ポリブチレンテ
レフタレート樹脂は、 ボネート樹脂は、 で特徴づけられる構造式の樹脂を指している。

ここで、△Ｈｃｐｄは化合物を構成するすべての結合の
エネルギーの総和、ΔＨｃは化合物の熱分解反応におい
てカーボンを生成する結合のエネルギーの和、ΔＨｖｏ
ｌは揮発物（熱分解ガス）を生成する結合のエネルギー
の和、ΔＨ０−８は熱分解ガスとして水素を生成するＣ
−Ｈ結合のエネルギーの和である。またΔＨｖｏｌ／Δ
Ｈｃｐｄは、揮発物の生成のし易さを示し、ΔＨＣ−）
ｌ／ΔＨｃｐｄは水素ガスの発生のし易さを示すもので
ある。この表に見られるように、本発明で用いるところ
のポリメチルペンテン樹脂、ポリブチレン樹脂およびポ
リメチルメタクリレート樹脂は従来の絶縁材料に比べて
熱分解反応時に熱分解生成物としてガス特に水素ガスを
発生しやすいことが分かる。

なお、結合エネルギーの値（単位　Ｋｃａｌ　／ｍｏｌ
）は、Ｃ−Ｃ：　８３、Ｃ−Ｃ：１４７、Ｃ−１（：９
９、Ｃ−Ｎニア０．Ｃ＝Ｎ：２１３、Ｃ−０：　８４、
Ｃ＝Ｏ：１７１、Ｃ−Ｆ：ｌＱ５、Ｃ−（１ニアＢ、Ｃ
−３ｉ：６９、Ｎ’−Ｈ：　９３、ｏ−Ｈ：ｔｔｏ、Ｑ
　　ニア２７である。

また第３図は各種の絶縁材料を用い、短絡試験を行った
場合のアーク電圧を示す。なお、短絡試験はコンデンサ
の放電により行った。すなわち、充電したコンデンサの
両端を限流抵抗を介して回路しゃ断器で短絡し、しゃ断
時の接点間のアーク電圧を測定した。この場合、短絡電
流のピーク値をＩＫＡ、接点材料を八ｇ−Ｗ　（Ｗ４０
χ）、接点開離速度を３ｍ／秒とした６図において、Ｑ
ｌはポリメチルペンテン、Ｑｔはポリメチルメタクリレ
ート、Ｑ３はポリブチレンテレフタレート、Ｑ、はセラ
ミックである。この図からＱ、、Ｑ、のアーク電圧が高
くしゃ断性能が優れていることがわかる。

また、前記絶縁材料にガラス繊維を重量比で５〜３５重
量％充填すると、接点部の開閉により熱ヒートサイクル
を受けて熱劣化により絶縁体にクランクが発生するのを
防止する補強効果が得られる。なお、ガラス繊維を５〜
３５重量％に限定したのは、５重量％以下ではガラス繊
維による補強効果がなくなるためであり、また３５重量
％以上は絶縁体の熱分解の効果が少なくなるとともにガ
ラス繊維の成形性が悪くなり金型の損傷が激しくなるた
めで条る。

（以下余白） この消弧装置は、接点部９に過大電流が流れ、可動接触
子１３が回路しゃ断器のトリップ機構等によりしゃ断動
作すると、可動接点１２と固定接点１０との間にアーク
１４が発生する０発生したアーク１４はアーク１４のま
わりに発生する磁束が磁性体６に集中し、アーク進入用
開口部４の側板２，３間にアーク１４に鎖交する磁束が
発生する。この磁束によりアーク１４にローレンツ力が
作用し、磁性体６の背板ｌ側にアーク１４が吸引されて
アーク１４が第２図に示すように伸長する。

またアーク１４により絶縁体８が加熱されると絶縁体８
より熱分解ガスが発生して熱分解ガスによりアーク１４
を冷却する。さらに仕切り板７により熱分解ガスおよび
アーク１４の発生に伴うアークガスがアーク進入用開口
部４へ逆流するのを防止して排気用開口部５から排気す
るのを促進することによりアーク１４が効果的に矢印の
方向に伸長でき、また冷却が促進されてアーク電圧が高
くなる。

この実施例によれば、磁性体６によるアーク１４の吸引
によりアーク１４を伸長することができ、また絶縁体８
からの熱分解ガスによりアーク１４を冷却することがで
き、しかもアーク進入用開口部４の一部を閉じる仕切り
板７を形成したためアーク熱により絶縁体８から発生し
た熱分解ガスやアークガスをアーク進入用開口部４側に
逆流するのを防止して排気用開口部５側への流れを増大
することによりアークの伸長および冷却を促進すること
ができる。このため、構造が簡単でしかも高いアーク電
圧が得られる。

〔発明の効果〕

この発明の消弧装置によれば、磁性体によるアークの吸
引によりアークを伸長することができ、また絶縁体から
の熱分解ガスによりアークを冷却することができ、しか
もアーク進入用開口部の一部を閉じる仕切り板を形成し
たためアーク熱により絶縁体から発生した熱分解ガスや
アークガスがアーク進入用開口部側に逆流するのを防止
して排気用開口部側への流れを増大することによりアー
クの伸長および冷却を促進することができる。このため
、構造が簡単でしかも高いアーク電圧が得られるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の斜視図、第２図はその断
面図、第３図は各種絶縁体のアーク電圧特性図、第４図
は従来例の要部断面図、第５図は他の従来例の要部断面
図、第６図はその磁性体の断面図、第７図はさらに他の
従来例の要部断面図、第８図はその消弧グリッドの正面
図である。 １・・・背板、２，３・・・側板、４・・・アーク進入
用開口部、５・・・排気用開口部、６・・・磁性体、７
・・・仕切り板、８・・・絶縁体 代　理　人　　弁理士　官井暎夫　ｐｐ囚、］−＋÷−
ｆｆｉ１図 第２図 第３図 ＬＩＪ　　　　　　Ｌｎ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 背板と一対の側板とでＵ字形に形成されて前記背板側の
   一対の開口の一方をアーク進入用開口部とし他方を排気
   用開口部とした磁性体と、この磁性体の内側を被覆する
   とともに前記アーク進入用開口部の背板側に前記アーク
   進入用開口部の一部を閉じるように形成された仕切り板
   を有してアーク熱により熱分解ガスを発生する絶縁体と
   を備えた消弧装置。